RESPUESTA DIELÉCTRICA DE COMPUESTOS BASADOS EN FIBRAS DE BaTiO3 Y RESINA EPOXI

H. A. ÁVILA; L. A. RAMAJO; M. M. REBOREDO; M. S. CASTRO; R. PARRA

Mar del Plata

Taller; Taller de Materiales Ferroeléctricos 2013 (TAMAFE2013); 2013

Red Argentina de Ferroeléctricos / INTEMA - UNMdP

Los materiales compuestos formulados con partículas de BaTiO3 en una resina epoxi son materiales de fácil procesamiento y alta constante dieléctrica. Sin embargo, un alto contenido de relleno (cerámico) en la matriz y la incompatibilidad de las interfases ocasionan una disminución de sus propiedades dieléctricas. Pese a que se ha solucionado el problema de incompatibilidad de las interfases polímero-cerámico empleando agentes de acoplamiento, el problema persiste con el contenido límite de cerámico que puede soportar la matriz, antes de que el compuesto comience a perder sus propiedades dieléctricas. Una alternativa para potenciar el efecto de relleno, es la incorporación de fibras cerámicas en la matriz polimérica que permitan logran la continuidad unidimensional del relleno. Por ello, en este trabajo se conformaron compuestos basados en resina epoxi con la incorporación de fibras de BaTiO3 (BT) obtenidas por el proceso de electrohilado (electrospinning). MATERIALES Y MÉTODOS Las fibras de BT se prepararon mezclando soluciones de acetato de bario e isopropóxido de titanio en proporción 1:1. El sol obtenido se mezcló con una solución de polivinilpirrolidona (PVP). La solución resultante se cargó en una jeringa para ser procesada por la técnica de electrospinning. Las fibras fueron tratadas térmicamente a 800 ºC para lograr su cristalización. Los compuestos se prepararon mediante la técnica de colado introduciendo capas de fibras en moldes apropiados y llevados posteriormente a un curado de 100 ºC. Se utilizaron dos configuraciones distintas para la determinación de las propiedades dieléctricas de los compuestos. Se empleó una configuración con las capas orientadas en forma paralela a los electrodos y una configuración con las capas orientadas en forma perpendicular a los electrodos de medición. Se midieron la constante y el módulo dieléctrico de muestras en las distintas configuraciones. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tabla 1. Valores de permitividad relativa y permitividad imaginaria de los diferentes arreglos y la resina epoxi pura para tres diferentes frecuencias. Los compuestos de fibras de BT/resina con arreglo perpendicular mostraron valores de permitividad relativa más altos que aquellos con configuración paralela y que la resina pura. La permitividad relativa del compuesto perpendicular es casi tres veces más alta que la de la resina pura. Este es un resultado representativo, considerando el bajo contenido de fibras cerámicas (2% vol). Los altos valores de permitividad para la configuración perpendicular se atribuyen a la orientación de las capas de fibras cerámicas dentro del material compuesto. REFERENCIAS Yuh J, Nino JC, Sigmund WM, Mater. Lett. 59, 3645-3647, 2005. Ramajo L, Castro MS, Reboredo MM, Compos. Part A-Appl. S., 38, 1852-1859, 2007. Lu X, Wang C, Wei Y, Small, 5, 2349–2370, 2009.